多芯片混合集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)瓦級LED的設(shè)計(jì)

引言

多芯片混合集成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)瓦級LED的重要途徑之一。由于傳統(tǒng)小芯片工藝成熟，集成技術(shù)簡單，側(cè)光利用率較高（相對于大尺寸芯片），散熱效果較好（相對于傳統(tǒng)炮彈型LEDs），用鋁基板或金屬陶瓷基板集成的實(shí)用型LED產(chǎn)品已經(jīng)問世。其綜合光學(xué)性能可以與Lumileds公司的相應(yīng)瓦數(shù)的LED產(chǎn)品相比。我們提出了一種由基板+具有反射碗的散熱支架構(gòu)成的封裝新結(jié)構(gòu)（簡稱帽式結(jié)構(gòu)）和用于傳統(tǒng)礦燈的T型支架以及可作為標(biāo)準(zhǔn)化的瓦級封裝結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，1瓦級LED的發(fā)光效率提高了80-100%，防靜電和工程化問題可以得到較好的解決。本文對新結(jié)構(gòu)和初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果作簡單的介紹。

新結(jié)構(gòu)

一，帽式結(jié)構(gòu)，由具有反射碗的散熱支架+基板兩部份構(gòu)成。

1．散熱支架

具有反射碗的散熱架，其作用有三：

其一，反射碗（含硅基板）改善了LED的出光率，相對于市售鋁基板，流明效率約提高30%以上;

其二，散熱效果良好;

其三，縱向電極引出線，便于照明燈具的組合插接。

2．基板： 有三種形式，各有特點(diǎn)。

硅基板由硅襯底，高導(dǎo)熱絕緣層和金屬反光導(dǎo)電層組成。 襯底基板材料為單晶硅片，具有導(dǎo)熱性能好、表面光潔度好、便于加工、 集成成本低等優(yōu)點(diǎn)。其主要參數(shù)如下：熱導(dǎo)率：144 w/ m .k，與鋁基板基本相同， 厚度適中，以利于導(dǎo)熱和加工，成本：每個基板 0.15元（包括加工費(fèi)）， 表面鍍銀：光反射率98%. 絕緣層材料選擇要考慮導(dǎo)熱性能、耐壓特性、粘附性和層厚度。實(shí)驗(yàn)表明，只要該層特性和參數(shù)適中，絕緣性能良好，對散熱效果影響不大。 金屬層是導(dǎo)電層，也是反光層，要求具有良好的導(dǎo)電性能和鏡面反射效果。實(shí)驗(yàn)表明，它好于一般市售的鋁基板。多個芯片混合集成其上，再貼在散熱支架上。硅基板最宊出的特點(diǎn)是便于在硅層上做防靜電集成和工程化。

2）金屬板

多個芯片以4x4陣列形式直接混合集成在金屬板上，再貼在散熱支架上。其特點(diǎn)是便于工程化。

3）無板

多個芯片以4x4陣列形式直接混合集成在散熱支架上。 其特點(diǎn)是散熱更好，效率更高，但工程化難度大。

二，礦燈專用T型支架。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

可以直接裝在已定型的礦燈罩里，代替里面?zhèn)鹘y(tǒng)的2.8w燈泡。保持罩內(nèi)原來的結(jié)構(gòu)和功能，用罩上的原開關(guān)扭通斷鋰電池。

散熱好。

結(jié)構(gòu)簡單。

互換容易。

三，第三種是可作為標(biāo)準(zhǔn)化通用的瓦級LED封裝結(jié)構(gòu)。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

設(shè)計(jì)基于帽式結(jié)構(gòu)光學(xué)尺寸和市售瓦級支架。

尺寸緊湊小巧，在散熱片上可實(shí)現(xiàn)任何組合。外徑約6mm，厚約2mm.

光學(xué)性能適中。

工程化相對簡單。

成本低。
來源；國際led網(wǎng)